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第1章 概论 1

1.1航天任务仿真的背景 2

1.2国内外研究现状 5

1.3分布式交互仿真的发展 10

1.4视景仿真技术 19

1.4.1 Creator 20

1.4.2 Vega Prime 23

1.5小结 26

参考文献 27

第2章 航天任务仿真技术 31

2.1航天任务仿真的发展 31

2.2航天任务系统仿真 33

2.2.1系统、模型与仿真 33

2.2.2仿真的一般过程和步骤 35

2.3航天任务系统仿真理论 38

2.3.1相似理论 39

2.3.2建模方法理论 40

2.3.3仿真方法理论 40

2.3.4支撑系统技术 45

2.3.5应用理论 46

2.4系统仿真分类 47

2.4.1根据仿真对象的特征分类 47

2.4.2根据仿真时间和自然时间的比例关系分类 47

2.4.3根据仿真系统的结构和实现手段分类 48

2.5系统仿真技术在航天领域的应用 49

2.6小结 50

参考文献 52

第3章 航天任务仿真的动力学与数学基础 53

3.1常用坐标系 53

3.1.1地心赤道惯性坐标系 53

3.1.2地心赤道旋转坐标系 54

3.1.3航天器轨道坐标系 54

3.1.4航天器本体坐标系 55

3.2航天器动力学基础 56

3.2.1轨道动力学 56

3.2.2近距离相对轨道动力学 66

3.2.3姿态动力学 75

3.3典型变轨理论与模型 80

3.3.1远距离变轨理论 80

3.3.2近距离变轨理论 86

3.4卫星星下点与覆盖区计算模型 88

3.4.1卫星的星下点轨迹计算 88

3.4.2地面覆盖区数学模型 91

3.5小结 94

参考文献 95

第4章 分布式航天任务仿真框架 96

4.1航天任务系统仿真的界定 96

4.1.1仿真对象的界定 96

4.1.2航天测控系统 98

4.1.3航天器系统 99

4.1.4航天应用系统 102

4.1.5人-机交互功能 102

4.2航天任务系统仿真框架的组件化分析 103

4.2.1航天任务系统仿真框架的组件化 103

4.2.2仿真系统的组合方案 107

4.2.3组件间的交互数据分析 110

4.3航天任务系统仿真框架 111

4.3.1数据处理组件 112

4.3.2航天任务仿真系统的组成与分类 114

4.3.3复合模块 119

4.4基于框架的航天任务仿真系统开发流程 119

4.5分布式航天任务仿真中的几个问题 122

4.5.1逻辑时间系统 122

4.5.2物理时间系统 130

4.5.3仿真同步 133

4.6小结 137

参考文献 138

第5章 信息流 140

5.1信息流的任务 140

5.2确定仿真系统的数据分发机制 142

5.2.1维定义 144

5.2.2各维的区间划分 147

5.3航天任务建模 148

5.3.1地面通信 149

5.3.2航天器测控 150

5.3.3航天器 154

5.3.4载荷应用 157

5.4联邦对象定义 158

5.4.1对象类及其属性 158

5.4.2交互类及其参数 162

5.5小结 164

参考文献 165

第6章 时间同步管理 168

6.1时间同步管理的概念与目标 168

6.1.1分布式科学仿真对时间管理的需求 168

6.1.2时间同步管理的目标 169

6.2影响仿真系统推进效率的因素 171

6.2.1单进程计算与分布式并行计算的对比 172

6.2.2无数据传递的情况 174

6.2.3单联邦成员组建仿真系统的情况 175

6.2.4影响分布式仿真系统推进效率的主要因素 175

6.3航天任务仿真系统的时间同步管理 179

6.3.1航天任务仿真系统时间推进的特点 179

6.3.2步长自适应推进 182

6.3.3事件即时处理 187

6.3.4成员推进逻辑 192

6.4小结 196

参考文献 198

第7章 航天任务三维视景仿真技术 201

7.1三维视景实时应用 201

7.1.1三维视景实时应用的软硬件组成 201

7.1.2三维视景实时应用的工作原理 203

7.1.3视景仿真实时应用程序的开发过程 206

7.1.4技术路线 207

7.2 MultiGen Creator实体建模 208

7.2.1 OpenFlight数据格式介绍 208

7.2.2 MultiGen Creator地形建模 213

7.2.3高级建模技术 218

7.3 Vega Prime视景驱动技术 221

7.3.1使用VP和LP 221

7.3.2 Vega Prime坐标系转换 221

7.3.3 DOF节点控制 227

7.3.4自然环境设置 227

7.3.5碰撞检测 228

7.4基于MFC的三维视景仿真系统框架 229

7.4.1基于MFC的VP应用开发方法 229

7.4.2三维视景仿真软件框架结构 235

7.4.3类设计 236

7.5 OpenGL特效制作 238

7.5.1 OpenGL介绍 238

7.5.2 Vega Prime与OpenGL的混合编程 238

7.5.3航天任务特效的OpenGL实现 240

7.6小结 242

参考文献 243

附录 参考博士学位论文目录 246